Предел вынужденной эластичности

Рис. V. 19. Зависимость разрушающего напряжения при растяжении <Тп й предела вынужденной эластичности Яа аморфного полимера от температуры Т.

Уменьшение наклона кривой а = (г) по мере увеличения степени растяжения связано с началом развития в образце вынужденно-эластической деформации. С возрастанием напряжения скорость вынужденно-эластической деформации быстро увеличивается. В точке максимума на кривой а = / (е) скорость вынужденноэластической деформации становится равной скорости растяжения, задаваемой прибором. Напряжение, при котором это наблюдается, называют пределом вынужденной эластичности (ств). По достижении Ов происходит резкое сужение образца — образование так называемой шейки . При переходе в шейку полимер ориентируется и его свойства по сравнению со свойствами исходного материала существенно изменяются. Ориентированный материал обладает в стеклообразном состоянии более высокими значениями модуля упругости и предела вынужденной эластичности в направлении ориентации, чем изотропный материал. Когда при образовании шейки достигается степень вытяжки, обеспечивающая заметное возрастание 0в, развитие вынужденно-эластической деформации в шейке резко замедляется. Процесс деформации продолжается у границ шейки, где сечение образца уменьшено, т. е. там, где напряжение повышено, а упрочнение еще мало. На пологом участке кривой растяжения (участок II) напряжение при удлинении остается практически постоянным. Поперечное сечение шейки изменяется мало, и удлинение образца происходит, главным образом, за счет вынужденной эластической деформации материала у границ шейки. Длина шейки при этом увеличивается. Растяжение с образованием шейки и дальнейшим ее распространением является особенностью твердых полимеров. [c.157]

Для некристаллических твердых полимеров [11.29 11.30] выяснено влияние на хрупкую прочность и предел вынужденной эластичности следующих факторов [c.327]

Температурная зависимость предела вынужденной эластичности. Температура хрупкости. Температурная зависимость Ов прн постоянной скорости деформирования представлена на рис. V. 19. Прямая Ов = /(Т) пересекается с осью абсцисс в точке, соответствующей температуре стеклования полимера. При температуре [c.157]

Механическая прочность фибрилл в направлении приложенного напряжения была определена для поликарбоната [83] и полистирола [120]. На рис. 9.12 представлен график зависимости напряжения от деформации для ПК, содержащего трещину серебра [83]. Следует отметить, что материал с трещиной серебра может выдержать напряжения растяжения, лишь немного меньшие предела вынужденной эластичности ор сплошного материала. Однако в случае образцов, содержащих трещину серебра, деформации намного больше (40—140 %) по сравнению с деформацией вынужденной эластичности сплош- [c.366]

Температура хрупкости - температура, при которой полимер разрушается в момент достижения предела вынужденной эластичности. [c.406]

Хрупкость - способность стеклообразных полимеров разрушаться при малых деформациях - меньших, чем деформация, соответствующая пределу вынужденной эластичности. [c.408]

Уже отмечалось, что ослабление полимерных материалов феноменологически может иметь различный вид — хрупкое разрушение при распространении трещин в образце, пластическое при пластическом деформировании, следующем за пределом вынужденной эластичности при сдвиге, или квазихрупкое разрушение, следующее за нормальным напряжением вынужденной эластичности (образование трещины серебра). Следует ожидать, что различные проявления ослабления материала вызваны различными значениями и видами напряжения. Это означает, что для различных явлений разрушения существуют свои поверхности ослабления, которые могут перекрывать и пронизывать друг друга. Подобные факты широко исследуются и обсуждаются в известной монографии Уорда [20] и в работах [21—34]. [c.67]

Пластическое деформирование особенно проявляется в полимерных материалах. Электронные микрофотографии, представленные в гл. 8, достаточно убедительно свидетельствуют об этом факте. Поэтому необходимо исследовать, можно ли применить метод механики разрушения, разработанный для упругих материалов, для упругопластических твердых тел и как это сделать. Хорошо известно [3—7] влияние пластического деформирования на распределение напряжения при вершине трещины. Например, при квазиупругих условиях деформирования упругопластический материал начинает пластически деформироваться, как только состояние напряжения удовлетворяет критерию вынужденной эластичности или течения. Пластическое деформирование начинается в области наибольших напряжений, т. е. вблизи вершины трещины оно ограничивает составляющие напряжения пределом вынужденной эластичности Для поддержания механического равновесия должны увеличиться напряжения в более отдаленных областях (до значения предела вынужденной эластичности). Таким образом, пластическое деформирование характеризуется увеличением эффективной длины трещины [3—7]. Существуют два общих метода расчета эффективного расширения трещины при пластической деформации, которые основаны соответственно на критерии вынужденной эластичности Мизеса [6] и рассмотрении Ор в качестве дополнительного напряжения сжатия [7]. [c.339]

Результаты исследований методом рассеяния рентгеновских лучей и методом электронной микроскопии позволяют предположить, что пустоты, содержащиеся в трещине серебра, распределены в виде взаимосвязанных полостей сферической формы, типичные размеры которых 10—20 нм. На кривых напряжение—деформация, полученных для материалов с трещинами серебра, выявляется предел вынужденной эластичности, при превышении которого начинается течение материала, обратимое до значений деформации 40—50% при напряжении 41—55 ЛШа. При возврате к нулевому напряжению материал с трещиной серебра характеризуется обратимостью ползучести с замедляющейся скоростью [c.365]

Кинетика роста трещины серебра в метаноле объясняется течением жидкости сквозь пористый материал, содержащий трещины серебра (в котором среднее расстояние между пустотами 0,25 мкм, размер пустот 72 нм, а предел вынужденной эластичности при образовании трещины серебра 9 МПа) [c.369]

При высоких коэффициентах вытяжки напряжение образования трещины серебра, приложенное параллельно направлению вытяжки, выше предела вынужденной эластичности при [c.370]

Явление вынужденно-эластической деформации полимеров было подробно изучено Лазуркиным С понижением температуры механическое напряжение, необходимое для перестройки молекул (предел вынужденной эластичности), повышается. Температура, при которой полимер начинает разрушаться при малых деформациях, а вынужденно-эластической деформации не наблюдается, представляет собой температуру хрупкости полимера. Таким образом, в стеклообразном состоянии для полимеров следует различать зону вынужденно-эластических деформаций и зону хрупкости. Температура хрупкости зависит от ме> молекулярного взаимодействия, плотности упаковки молекул, а также от молекулярного веса полимера Температуры стеклования и хрупкости высокомолекулярных стекол, определенные при одинаковых скоростях деформации, иногда образуют интервал в несколько десятков градусов. Так, если для полистирола интервал Тс—Гхр составляет около 10 °С, то для полиметилметакрилата он равен 100 °С, а для поливинилхлорида достигает даже 170 С Ч [c.124]

Эндрюс и др. [124, 126] также изучали набухание ПММА в равновесных условиях в различных спиртах и связывали его с наблюдаемыми изменениями предела вынужденной эластичности Ор, температуры стеклования Тс и сопротивления материала распространению трещины Я. Они сообщают об интересном явлении отсутствия температурной зависимости Я выше некоторой критической температуры Тк. При определенных условиях набухания ПММА Т соответствовала Тс в пределах ошибки эксперимента. Эндрюс и др. предложили выражение для Я, содержащее поверхностную энергию зародышевых [c.387]

В стеклообразном (или кристаллическом) состоянии ориентированный полимер сохраняет молекулярную ориентацию неограниченно долго. Хрупкая прочность и предел вынужденной эластичности такого ориентированного полимера зависят от степени предварительной ориентации. Так как них<е температуры хрупкости предварительно заданная ориентация в процессе испытания полимера не меняется, то влияние степени ориентации на прочность полимера лучше всего выявляется по значению хрупкой прочности. Прочность ориентированных полимеров зависит от угла между растягивающей силой и направлением предварительной вытяжки. На- [c.326]

Цель работы. Получение кривых нагрузка — деформация кристаллических и аморфных полимеров при различных температурах и скоростях приложения нагрузки, определение напряжения рекристаллизации или предела вынужденной эластичности и их зависимости от температуры и скорости растяжения. [c.163]

Хрупкая прочность зависит от степени ориентации и от угла между направлением ориентации и направлением растяжения сильнее, чем предел вынужденной эластичности. Модуль упругости зависит от ориентации еще слабее, чем предел вынужденной эластичности. С увеличением степени вытяжки полимер переходит из хрупкого в вынужденноэластическое состояние. Следовательно, ориентация влияет на прочностное состояние твердого полимера так же, как и повышение температуры. С увеличением степени вытяжки хрупкая прочность полимера растет быстрее, чем предел вынужденной эластичности. При критической вытяжке прочность становится равной, а затем превосходит предел вынужденной эластичности. [c.327]

По кривым нагрузка — деформация определяют напряжение рекристаллизации Стр для образцов кристаллических полимеров и пределы вынужденной эластичности Ов для образцов аморфных полимеров. Условия и результаты опытов вносят в таблицу. [c.164]

V. 12. К каким изменениям предела вынужденной эластичности [c.214]

Мы видели, что перемещение сегментов в процессе вынужденноэластической деформации происходит под действием напряжения, а не в процессе теплового перемещения, поскольку таковое в стеклообразном состоянии отсутствует. Однако определенный запас тепловой энергии в полимере имеется и при 7<Т(.. С ростом температуры в области ниже Тс запас тепловой энергии сегментов увеличивается и требуется все меньше внешней механической энергии для перемещения сегментов и развития вынужденно-эластической деформации. Поэтому предел вынужденной эластичности уменьшается с ростом Т. Формы кривой а—е при разных температурах приведены на рис. 10.5. При понижении температуры не только увеличивается предел вынужденной эластичности, но и сама кривая вырождается, становится неполной. Разрушение образца может произойти даже раньше, чем достигнут предел вынужденной эластичности От. При оСот разрушение, естественно, происходит при очень малых деформациях (доли процента), а это означает, что полимер при низких температурах ведет себя как хрупкий, не [c.149]

Определим понятие хрупкости и пути ее регулирования хрупкость — это способность стеклообразных полимеров разрушаться при малых деформациях, меньших, чем деформация, соответствующая пределу вынужденной эластичности. [c.153]

Температура хрупкости — это температура, при которой полимер разрушается в момент достижения предела вынужденной эластичности. Чтобы определить Тхр, строят зависимость предела вынужденной эластичности Стт от температуры. Как это следует из рис. 10.5, ат увеличивается с уменьшением температуры. Зависимость От—Т приведена на рис. 10.8. Когда температура становится [c.153]

Температурная зависимость предела вынужденной эластичности. На рнс. 88 и 89 представлены типичные кривые зависимосги [c.212]

V. 11. К каким изменениям значений температур стеклования (Гс), предела вынужденной эластичности (СТв), относительного удлинения при разрыве (ер) и разрушаюшего напряжения при растяжении (о ) приводит введение 20 % низко-. молекулярного пластификатора в полиметилметакрилат [c.214]

Даже при таких малых деформациях кажущийся модуль Юнга зависит от скорости деформирования. Это указывает, что Е неоднозначно определяется энергией упругого деформирования угловых связей в цепях, длиной связей и межмолеку-лярными расстояниями, но, кроме этого, характеризуется чувствительностью ко времени смещений атомов и небольших атомных групп. В следующей области деформации (1—5%) напряжение и деформация уже не пропорциональны друг другу. Здесь происходят структурные и конформационные перестройки, которые обратимы механически, но не термодинамически. В этом случае говорят о неупругом (вязкоупругом в узком смысле), или параупругом, поведении. За пределом вынужденной эластичности начинается сильная переориентация цепей и ламеллярных кристаллов, а сам процесс обычно носит название пластическое деформирование . Под чисто пластическим деформированием можно понимать переход от одного равновесного состояния к другому без внутренних напряжений. Последнее особенно важно в связи с тем, что следующая после предела вынужденной эластичности деформация связана главным образом с механически обратимыми неупругими конфор-мационными изменениями молекул, а не с их перемещением друг за другом. До тех пор пока не достигнуто состояние равновесия с помощью соответствующей термообработки, сильно вытянутые образцы могут в значительной степени возвращаться в исходное состояние после снятия напряжения. Исходя из содержания настоящей книги, основное внимание следует уделять не процессам, вызывающим или сопровождающим молекулярную переориентацию (которая в основном понимается как эффект упрочнения), а процессам повреждения, т. е. разрыва цепи, образования пустот и течения. Последние процессы постепенно нарастают в области деформаций сразу же за пределом вынужденной эластичности вплоть до окончательного разрушения. К числу процессов, вызывающих повреждения, следует также отнести явление вынужденной эластичности при растяжении или образование трещины серебра в стеклообразных полимерах, которые будут рассмотрены в гл. 9. [c.38]

С учетом всех перечисленных выше фактов предлагается следующая модель деформационного поведения эластомеров ниже их температуры перехода в стеклообразное состояние. В области I межмолекулярное притяжение достаточно сильное и сегменты цепей подвергаются энергоэластическому деформированию. Вначале постеиенно и затем за пределом вынужденной эластичности более активно происходит проскальзывание и иереориентация сегментов цепей. Разрыв цепей незначителен, поскольку цепи проскальзывают, а не разрываются. В температурной области II, где происходит хрупкое разрушение независимо от предварительной ориентации, межмолекулярное притяжение, по-видимому, достаточно велико, так что осевое нагружение сегментов цепей сравнимо с их напряжением разрушения. При отсутствии локального деформационного упрочнения наибольшая трещина, возникающая в образце в процессе его деформации до значения 5%, будет быстро расширяться, вследствие чего прекратится рост любых других зародышей трещин. На примере термопластов было показано, что образования, по существу, одной плоскости разрушения едва достаточно для получения регистрируемого количества сво- [c.214]

Установлено, что данное выражение справедливо для ряда полимеров (ПВХ, ПК, ПММА, ПС, ацетата целлюлозы) в более или менее широких интервалах температур и скоростей деформации [154, 156, 158]. Значения у (зависящих от температуры) активационных объемов при комнатной температуре заключены в интервале 1,4 нм (ПММА) — 17 нм (ацетат целлюлозы). Это означает, что, согласно данному представлению, деформация полимеров при достижении предела вынужденной эластичности обусловлена термически-активированным смещением молекулярных доменов в объемах, размеры которых в 10 (ПММА) — 120 (ПВХ) раз больше длины мономерного звена. Ряд авторов указывал [155—158, 160], что приведенный выше критерий (8.29) соответствует критерию вынужденной эластичности Кулона To+ ip = onst. Коэффициент трения ц обратно пропорционален у. Анализируя свои экспериментальные данные по поликарбонату с учетом выражения (8.29), Бауэне— Кроует и др. [158] приходят к выводу о существовании двух процессов течения. Они связывают их с а-процессом (скачки сегментов основных цепей) и с механизмом механической -релаксации. [c.304]

Трещины серебра напоминают пеиу с открытыми ячейками, диаметр полостей и участков полимера которой в среднем равен 20 нм. При дальнейшем растяжении продолжается процесс образования трещин серебра. Уменьшение модуля упругости и предела вынужденной эластичности с увеличением деформации объясняется уменьшением плотности, вызванного этой деформацией, и последующего увеличения коэффициента концентрации напряжения на микроскопических элементах полимера, содержащего трещины серебра. Высокие скорости восстановления материала с трещинами серебра после ползучести определяются в основном его поверхностным натяжением и большой внутренней удельной площадью поверхности таких трещин [c.365]

Размеры микроблоков надмолекулярных структур, приведенные в табл. I. 1, подтверждаются опытами, в которых для линейных полимеров метилстирольного каучука СКМС-30 и бутадиен-стирольного каучука СКН-26 были исследованы диаграммы растяжения с заданными скоростями деформации (см. табл. 1.2). При тем- пературах ниже Гс (т. е. в области стеклообразного состояния) кривые деформации характеризуются наличием предела вынужденной эластичности Ов, что будет рассмотрено в гл. П. Процесс вынужденной эластичности связан с -тем, что время молекулярной релаксации т, характеризующее подвижность свободных сегментов и близкое по величине (но несколько большее) к среднему конформационному времени Тк [уравнение (1.23)], снижается при больших напряжениях (порядка 10 —10 Па) настолько, что сегменты становятся подвижными и высокоэластическая деформа-ция возможна. [c.66]

Деформационные свойства ориентированных твердых полимеров (как и прочностные) отличаются рядом особенностей. Во-первых, ор 1ентированные материалы обладают анизотропией упругих свойств. Во-вторых, они обладают более высокими значениями предела вынужденной эластичности , величина которого тем [c.197]

В качестве примера для иллюстрации предельных состояний полимера рассмотрим диаграмму (рис. 11.1) нагрузка—деформация для полимера при различных температурах (либо при различных скоростях деформации). Кривая 1 соответствует хрупкому разрушению образца, при котором наблюдаются лишь упругие деформации. В этом случае разрывное напряжение сгр равно пределу прочности полимера. Кривая 2 соответствует разрушению полимера выше температуры хрупкости в нехрупком (стеклообразном) состоянии, при котором разрушению предшествует вы-нужденноэластическая деформация. Последняя развивается в полимере при достижении предела вынужденной эластичности ав [11.6 11.7]. При переходе напряжения через значение а=ав об- [c.283]

Включаются деформационные потери при образовании мик-ротяжей в трещине серебра . При достижении предела вынужденной эластичности происходит вытяжка с образованием шейки [c.288]

К дальнейшему уменьшению тангенса угла наклона кривой растяжения. В максимуме (см. рис. 86) или в области плато (см, рис. 87) 1срквой растяжения касательная к кривой горизонтальиа, т. е. скорость вынужденно-эластической деформации становится равной полной скорости деформации. Р1апряжение, прн котором это про-исходит, называется пределом вынужденной эластичности иц. Вблизи максимума н в области спада напряжения замечается начало образования шейки. К концу спада напряжения формирование шейки заканчивается. [c.212]

Рис. 91. Зависимость хрупкой ilpoчнo тн и предела вынужденной эластичности от температуры.

Информация о ММР позволяет выяснить свойства полимеров, определяющие их пригодность для производства изделий определенного назначения. Найдены [61, 62] зависимости между молекулярной массой (ММР) и такими механическими свойствами полимеров, как соотношение напряжение - деформация (условная прочность при растяжении, относигельное удлинение, предел вынужденной эластичности, хрупкость и модули упругости), ударопрочность, растрескивание и образование микротрещин, усталостные свойства, ползучесть и релаксация напряжения и др. Установлена [63] взаимосвязь между основными характеристиками полимеров - молекулярной массой М, нолидисперсностью Д, степенью разветвленности Р - и свойствами полимеров С - условной прочностью при растяжении, вязкостью концентрированных растворов, начальной вязкостью расплава [c.113]

Физикохимия полимеров (1968) -- [ c.212 ]

Физикохимия полимеров (1968) -- [ c.212 , c.213 , c.214 ]

Высокомолекулярные соединения (1981) -- [ c.412 , c.421 ]

Прочность и разрушение высокоэластических материалов (1964) -- [ c.69 , c.70 , c.100 , c.136 , c.137 ]

Структура и прочность полимеров Издание третье (1978) -- [ c.169 , c.170 , c.210 , c.211 ]

Прочность и механика разрушения полимеров (1984) -- [ c.46 , c.50 , c.62 , c.165 , c.203 , c.204 ]

Физико-химия полимеров 1978 (1978) -- [ c.46 , c.189 , c.460 ]

Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров (1984) -- [ c.61 , c.70 , c.72 , c.100 , c.112 , c.113 , c.119 , c.120 , c.122 , c.128 , c.138 , c.146 , c.162 ]

Деформация полимеров (1973) -- [ c.129 , c.138 , c.151 , c.173 , c.202 , c.411 ]

Структура и свойства теплостойких полимеров (1981) -- [ c.88 , c.89 , c.202 , c.243 ]

Физико-химия полиарилатов (1963) -- [ c.199 , c.200 ]

Полистирол физико-химические основы получения и переработки (1975) -- [ c.224 , c.225 ]

Технология производства полимеров и пластических масс на их основе (1973) -- [ c.62 ]

Карбоцепные синтетические волокна (1973) -- [ c.545 ]

Структура и механические свойства полимеров Изд 2 (1972) -- [ c.137 ]

Высокомолекулярные соединения Издание 2 (1971) -- [ c.311 , c.319 ]

Механические испытания каучука и резины (1964) -- [ c.111 ]

Основы переработки пластмасс (1985) -- [ c.75 , c.78 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология